免疫アレルギー疾患病因タンパク質のNMR法による立体構造解析と新たな治療法の開発

• Project/Area Number: 11770403
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Pediatrics
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学部, 助手 (90303502)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2000: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1999: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: IL-18 / 立体構造 / NMR / アレルギー

Research Abstract

平成12年度は、構築したヒトIL-18発現ベクターを用い、高発現系の確立・安定同位体ラベル・大量高純度精製系の確立にもとづき、15Nラベル体、15N・13Cダブルラベル体を作成し、構造解析を行った。まずタンパクを構成するN末からC末までのアミノ酸の主鎖の各原子をNMRスペクトル上にアサインする。タンパクポリペプチド主鎖のアサインが終了後、chemical shift index法などを用いた二次構造の解析に移る。ついで側鎖の原子を含めたタンパク構成全原子のアサインを行う。その後原子間距離情報(NOE)・原子の結合角情報(coupling定数)を用いた立体構造計算を行った。
免疫・アレルギー疾患病因蛋白質の立体構造・構造機能相関を研究することにより、蛋白の機能及び病態の解明・新たな治療法の開発を目的としている。本期間においては、特にリガンドの構造とリセプターとの結合様式の解明を主眼としてきた。リガンド構造をNMRで決定する一方、レセプターとの結合についてモデリングを行い生物活性の発揮に必要な結合様式の特定を目指した。
結果として、原子座標をもつ精密なIL-18立体構造が得られ、かつその標的リセプターとのinterface及びその結合様式が推測された。これをもとに治療へ向けての論理的設計に基づく蛋白工学的改変、特にアンタゴニストの開発が可能となった。今後ペプチド・低分子リガンドの開発及びスクリーニングを経て、臨床応用可能な薬剤の開発につなげていく。

Research Products

• [Publications] Kato Z,Yasuda K,Ishii K,Takagi H,Mizuno S,Shimozawa N,Kondo N: "Glucose metabolism evaluated by positron emission tomography in Lafora disease."Pediatr Int.. 41・6. 689-692 (1999)
• [Publications] Sukegawa K,Nakamura H,Kato Z,Tomatsu S,Montano AM,Fukao T,Toietta G,Tortora P,Orii T,Kondo N.: "Biochemical and structural analysis of missense mutations in N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase causing mucopolysaccharidosis IVA phenotypes."Hum Mol Genet.. 9・9. 1283-1290 (2000)
• [Publications] Montano AM,Yamagishi A,Tomatsu S,Fukuda S,Copeland NG,Orii KE,Isogai K,Yamada N,Kato ZI,Jenkins NA,Gilbert DJ,Sukegawa K,Orii T,Kondo N.: "The mouse N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase (Galns) gene : cDNA isolation, genomic characterization, chromosomal assignment and analysis of the 5'-flanking region."Biochim Biophys Acta.. 1500・3. 323-334 (2000)
• [Publications] Mizuno S,Takahashi Y,Kato Z,Goto H,Kondo N,Hoshi H.: "Magnetic resonance spectroscopy of tubers in patients with tuberous sclerosis"Acta Neurol Scand. 102・3. 175-178 (2000)
• [Publications] Zenichiro Kato: "Glucose metabolism evaluated by positron emission tomography in Lafora disease."Pediatrics International.. 41. 689-692 (1999)
• [Publications] Adriana Maria Montano: "The mouse N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase (Galns) gene:cDNA isolation,genimic characterization, chromosomal assignment and analysis of the 5'-flanking region"Biochimica et Biophysica Acta. 61919. 1-12 (2000)